E22010高频开关电源模块说明书(11页).doc

-E22010高频开关电源模块说明书-第 11 页尊敬的用户：感谢阁下选用本公司产品！ 我公司的电力模块，是在引进国外电源先进技术的基础上，结合了国内多年高频开关电源在电力系统的运行经验，不断优化设计，改进工艺，提高质量，最新推出的电力操作电源系列产品，广泛适用于35kV500kV的变电站电力电源中。Z系列模块为自然冷却型，E系列模块为智能风冷型。特别说明：E系列模块，采用低功耗设计，模块的体积小，功率密度高！采用温控独立风道的散热方式，模块的温升、防尘、使用寿命等性能，均优于同类的常规的风冷模块。 Z型和E型模块，都是智能化电力电源模块，与监控的接口采用数字量通信方式。为了提高您的设计和使用效率，请阁下认真阅读下面的内容。1. 技术规格及外观1.1 模块的技术规格参数见表1。 表1 Z型和E型电源模块技术规格参数表项目规格参数输入电压范围380±15Vac，3相交流电源频率50±5Hz功率因数/96效率/92交流输入浪涌电流无可调直流输出电压范围198286Vdc（220V模块）；99150Vdc（110V模块）；4364Vdc（48V模块）输出电流标称值5A；10A；20A稳压精度£0.5稳流精度£0.5纹波系数典型值：46mVrms（0.03%），350mVpp；最大值：90mVrms，400mVpp均流不平衡度£3电压显示精度£0.5电流显示精度£1工作环境温度045ºC贮存温度2570ºC海拔£2000m冷却方式Z型：自然冷； E型：独立风道智能风冷噪音£45dB风扇寿命（E系列模块）10万小时模块体积Z型和E22020： 130mm×276mm×442mm（宽×高×深）E型： 118mm×222mm×329mm（宽×高×深）模块重量Z型：14.1kg E型：11.0kg E22020：14.8kg1.2 模块的外观尺寸 模块的外观尺寸见图1。 Z型模块 E型模块（括号内尺寸为E22020外观尺寸） 图1 模块的外观尺寸2功能特点2.1 优良的兼容性Z型和E型模块，采用的是同一种机芯，具有完全相同的控制方式和功能。2.2 高亮度数码显示 Z型和E型模块，面板皆有3位高亮数码管显示屏。可显示的内容有：输出电压和输出电流，模块的多种运行方式，设置参数，故障状态等。2.3 简化的2按键操作Z型和E型模块的功能、参数设置和数据查阅均可通过面板上的2个按键（ 键和 键）组合完成，使模块面板更为简洁，操作更为方便、可靠。2.4 输入回路设计有谐波抑制、PFC电路输入电网谐波畸变，由PFC电路降到最小，使Z型和E型模块，在电网谐波较严重的地方工作更可靠，对电网的谐波辐射减到最小。2.5 完善的运行功能1）采用监控器控制模块模块完全按监控的读写指令运行。当模块脱离监控后，模块继续维持原输出状态，经过约4分钟延时后，模块自动转换到浮充状态（出厂设定浮充电压为243V，用户可以重新设定）,以及预设定的限流输出（出厂设定的输出限流值为10A，用户可以重新设定）。保证运行的安全和电池的寿命。2）采用手动控制模块脱离监控器，模块按手动设定均/浮电压值、限流值等参数，然后手动切换到均/浮充状态运行。以适应不同情况的要求。注意：此时模块不能自动进行均/浮充状态转换，需要手动切换均/浮充状态。2.6 先进的数字通信控制Z型和E型模块，均通过RS485与监控器通信，实现自动控制功能。监控器可以改写模块的量有：均充电压值、浮充电压值、充电限流值、均/浮充状态值。当然，监控器也可以实时控制模块的输出电压和模块输出限流。监控器可以读模块的参数有：模块输出电压值、输出电流值、模块限流设定值、模块均/浮充状态、模块开/关机状态和模块告警状态。2.7 多项功能设置菜单Z型和E型模块，有8项功能菜单可供用户使用。按顺序可以分别设置模块的地址、均充电压、浮充电压、充电限流、显示电压校准、显示电流校准、波特率、均/浮充选择。2.8 手动电压电流微调 Z型和E型模块，面板设有2个微调电位器，运行中可以用之手动校准模块输出电压、电流值的偏差，使模块的设定值和模块输出的实测值一致。2.9 独到散热方式Z型模块选用了特殊的铝合金导流槽散热器，自冷散热；E型模块采用了独立风道风冷散热设计，在独立的隔离风道中，风扇根据散热器的温升，智能2档变速，增加模块的使用寿命。 2.10 带电热插拔Z型和E型模块都采用带电热插拔座连接。3. 模块手动操作 模块手动操作在模块的前面板上实行。3.1 模块前面板 模块前面板见图2。 Z型模块 E型模块3.2 操作按键 图2 模块前面板 Z型和E型模块，前面板上有2个轻触按键，分别为菜单键和修改键。1） 菜单键：面板标识“”。第1功能，选择操作菜单时使用；第2功能，配合键操作模块开/关机及 存数据。2） 修改键：面板标识“”。第1功能，修改各项菜单的值时使用；第2功能，配合 键操作模块开/关机及保存数据。 3.3 LED数码显示屏 3位高亮数码管显示屏，显示模块运行状态、参数等信息。正常运行时，显示模块的输出电压或模块的输出电流（可用 键切换）；非正常运行时，模块关机，显示“OFF”；模块保护或有故障，显示“Err”。3.4 指示灯Z型和E型模块，面板都有1个工作状态指示灯。绿色LED发光二极管闪烁，模块正常运行；如绿色LED发光二极管不闪烁（常亮或长灭），表示模块MCU死机，需要断开模块的交流，重新开机或维护。3.5 微调电位器Z型和E型模块，面板上都有2个微调电位器，分别为电压微调电位器和电流微调电位器。当模块输出电压的实测值与设定值有偏差时，可调节电压微调电位器；当模块输出限流的实测值与设定值有偏差时，可调节电流微调电位器。顺时针方向量值增大，逆时针方向量值减小。出厂时这2个电位器已经校准，因此，一般情况下，用户不需要调节这2个电位器。3.6 模块手动操作3.6.1 操作流程图 Z型和E型模块手动操作流程见图3。3.6.2 开/关机操作模块关机状态下，按住和双键，保持6s，模块开机，显示屏进入开机默认主画面，显示模块的输出电压值；模块开机状态下，按住和双键，保持6s，模块关机，显示屏显示“OFF”。3.6.3 切换主画面操作模块上电初始化完成后，模块显示屏进入开机默认主画面，显示模块的输出电压实际值。如果用户要显示模块输出电流的实际值，按一次 键，此时模块显示屏显示的内容是模块输出电流的实际值。主画面通过按 键，可以循环显示模块的输出电压值/输出电流值。用户停止操作时，该主画面显示的项目将保留不会改变，除非关机或故障。3.6.4 菜单操作 模块菜单中，一个菜单项目由菜单标号和数据2栏组成。共有9个菜单项目（菜单项目的标号分别为“1”至“9”），其中前8个项目供用户查阅和修改数据。通过按键顺序循环切换菜单项目，通过按键修改该项目的数据。例，菜单标号“1”出现时，再按键一次，出现的下一栏即为第1项目的数据。1） 键按下的次数与显示菜单项目对应关系。1次： 1。菜单标号1，不可修改。2次： 模块地址值。用 键修改，选值范围：000031。按一次，值1，循环显示。默认值“000”。3次： 2。菜单标号2，不可修改。4次： 均充电压值。用 键修改，选值范围：198286（110V系统，99143；48V系统，4464）。按一次，值1（110V、48V系统，+0.5），循环显示。默认值“254”（110V系统，127；48V系统，56.5）。5次： 3。菜单标号3，不可修改。6次： 浮充电压值。用 键修改，选值范围：198286（110V系统，99143；48V系统，4464）。按一次值1（110V、48V系统，+0.5），循环显示。默认值“243”（110V系统，121.5；48V系统，54）。7次： 4。菜单标号4，不可修改。 8次： 模块输出限流值。用 键修改，选值范围：01.010.0（5A模块，0.55.0；20A模块，2.020.0）。按一次，值0.1，循环显示。默认值“10.0”（5A模块，5.0；20A模块，20.0）。9次： 5。菜单标号5，不可修改。 10次： 显示电压校准值。用 键修改，选值范围：190290（110V系统，90150；48V系统，4365），按一次，值1（110V、48V系统，+0.5），循环显示。默认值“286”（110V系统，143；48V系统，63）。11次： 6。菜单标号6，不可修改。12次： 显示电流校准值。用 键修改，选值范围：0.510.5（5A模块，0.55.5；20A模块，1.021.0）。按一次，值0.1，循环显示。默认值“10.0”（5A模块，5.0；20A模块，20.0）。13次： 7。菜单标号7，不可修改。 14次： 波特率值。用 键修改，可选值：9.6和19.2两个值，循环显示。默认值“09.6”。15次： 8。菜单标号8，不可修改。16次： 均浮充状态值。用 键修改，可选值：P-L和P-H两个值，循环显示。默认值P-L。PL表示浮充状态，PH表示均充状态。（注：PE值为监控强制输出电压状态，不可手动选择）。17次： 9。菜单标号9，不可修改。 18次： 出厂调试专用菜单。对用户不开放。2）菜单的退出 a）数据保存退出在任一菜单状态下，先按住 键，再按 键，显示屏将退回开机默认主画面，修改的参数生效，修改的参数被保存。b）数据不保存退出在显示菜单号“n”（n表示菜单号数字）的状态下，按 键，显示屏将退回开机默认主主显示屏，修改的参数无效，修改的参数不被保存。3.7 各项菜单中的值的说明 1）地址值（0031）。表示模块的地址，没有单位。工作中，模块地址是模块身份识别标志。一组模块中，不允许有相同的模块地址存在。 2）均充电压值（198286）。模块工作在均充状态时的输出电压值，单位V。 3）浮充电压值（198286）。模块工作在浮充状态时的输出电压值，单位V。 4）模块输出限流值（1.010）。模块工作限流点的值，单位A。（5A模块，0.55；20A模块，220）。 5）显示电压校准值（190290）。模块显示电压校准值，单位V。模块显示值与实际值有偏差时，把显示电压校准值调节到与实际值相等，保存退出后，显示值校正自动完成。 6）显示电流校准值（0.510.5）。模块显示电流校准值，单位A。模块显示值与实际值有偏差时，把显示电流校准值调节到与实际值相等，保存退出后，显示值自动校正完毕。 7）波特率值（9.6或19.2）。模块通信的波特率，单位kbps。 8）均浮充状态值（P-L、P-H和P-E）。值P-L，为浮充状态，模块输出浮充电压（其值由第3项菜单设定）；值P-H，为均充状态，模块输出均充电压（其值由第2项菜单设定）。（注：值P-E，为监控器控制模块时，强制输出状态，菜单不可操作）。4 模块的控制4.1 模块的自动控制 Z型和E型模块都采用RS485通信方式与监控器连接，实现数字自动控制。4.1.1 监控器控制模块的3种方式 监控器控制模块的可以从以下3种控制方式中选择其一。1) 方式1：监控器默认模块出厂设定值，由监控器实时给定的电压值，控制模块的输出电压值（PE），由监控器实时给定限流值控制模块输出限流值。2) 方式2：首先，监控器改写模块的均充/浮充电压值，然后由监控器控制模块的均充/浮充（PH/P-L）状态，由监控器实时给定限流值控制模块输出限流值。3) 方式3：首先，由手动设定模块的均充/浮充电压值，然后由监控器控制模块的均充/浮充（PH/P-L）状态，由监控器实时给定限流值控制模块输出限流值。4.1.2 RS485通信接口 Z型和E型模块都采用RS485通信方式，由监控器对模块进行读写操作,监控器对模块的控制如下。 1）调节量：设置模块的均充电压值，浮充电压值，调节模块的输出电压，模块的输出限流值。2）控制量：控制模块开/关机，控制模块的均/浮充状态切换。3）读状态和参数：模块开/关机状态，模块均/浮充状态，模块告警状态以及模块工作电压、电流，模块限流点、模块均/浮充电压值。4）模块通信波特率：有2档可以选择，即9.6kbps /19.2kbps。出厂默认设置为9.6kbps。4.1.3 通信规约Z型和E型模块通信规约说明如下。1) 字符格式，8位数据位，1位停止位，奇校验。模块采用51单片机的多机通信方式工作。由上位机发往整流模块的命令信息在发送SOI和ADR（SOI加ADR共三个字节）时，应确保其校验位为1；而在发送命令信息其它数据时，应确保其校验位为0。由整流模块往监控模块发的响应信息中每字节的校验位SM2都为0。由监控模块发往整流模块的命令信息采用奇校验方式可通过将字节的最高位置1或置0来保证SM2位为1或0。2) CRC校验数据校验采用CRC12校验。3) 浮点数浮点数的存储格式为四个字节，转换为HEX-ASCII码后传输，浮点数采用IEEE32位标准浮点数格式（标准C语言浮点数格式），长度为32bits。4.1.4 模块与监控通信中断时模块的输出模块与监控通信中断时，模块维持原来输出电压值和限流值，经过一定延时（约4min）之后，模块输出电压自动回到模块初上电时浮充电压值（出厂设定为243V），模块输出限流值自动回到初上电时限流点（出厂默认设定为10A），对电池实现保护。4.2 模块的手动控制 Z型和E型模块都可以脱离监控器，采用手动控制，单台或多台并机运行。如，模块单独作为控母供电电源，控母得到一个稳定的直流电压（如，220伏）。这个固定电压值可由模块面板手动给定，不需要监控调节。1）单台模块供电连接模块三相交流输入端Ua、Ub、Uc和直流输出端DC+、DC-， 不连接通讯线和并机线。重新设置模块输出电压值到所需的电压值即可。模块出厂设定浮充电压值为243V（220V系统）。 2）多台模块并机供电连接模块三相交流输入端Uu、Uv、Uw和直流输出端DC+、DC-，插好并机线。重新设置并联模块组中每一台模块输出电压值到所需的电压值即可。模块出厂设定浮充电压值为243V（220V系统）。 5 模块的对外连接Z型和E型模块对外连接都通过模块后背板上的一体化热插拔座实现，与系统的连接和维护十分方便。5.1 模块的后背板 模块的后背板见图4。5.2 模块的对外连接 Z型和E型模块采用带电热插拔接口和系统连接。模块的热插拔座上另装有PCB信号连接板，用于模块的并机和通信连接。图5为模块带电热插拔座和管脚定义。 5.2.1 交流输入：Ua、Ub、Uc分别接热插拔座的 1、3、4针，不分相序。 Z型模块 E型模块5.2.2 直流输出：DC，接热插拔座的28针； 图4 模块后背板DC，接热插拔座的29针。5.2.3 并机口 模块并联运行时，用模块附件中配送的并机线，分别插上各模块插座PCB信号连接板上的并机口（IDC10），将多台模块并联。否则模块不能正常并机运行。 5.2.4 RS485通信口 PCB信号连接板上的RS485通信口的“”端为1脚，“”端为2脚。通信口用于和监控器RS485通信口连图5 模块热插拔座及管脚定义接，实现自动控制。注：多台模块并机时，由于并机线已经将各模块的RS485通信口并联，所以与监控器连接时，任意选择一台模块的接口与监控器连接即可。5.2.5 接地: 2针是接地针，即连接设备的外壳大地。6 模块安装尺寸6.1 模块开孔尺寸 1）Z型模块和E22020的开孔尺寸为：132mm×278mm（宽×高）。见图6a）。 2）E型模块（除E22020模块外）的开 孔尺寸为： a) Z型（E22020）模块 b） E型模块120mm×222mm（宽×高）。 图6 模块的开孔尺寸见图6b）。 6.2 模块热插拔座位置 1） 模块热插拔座的位置正视图见图7； 2） 模块热插拔座的位置侧视图见图8。 6.3 模块的侧面尺寸 1） Z型模块的侧面的尺寸见图8a）。 2） E型模块的侧面的尺寸见图8b）。 图7 模块热插拔座的位置尺寸a）Z型模块 b）E型模块图8 模块侧面尺寸7 模块保护功能7.1 模块输入过压/欠压保护当模块交流输入电压小于270±10Vac或模块交流输入电压大于456±5V（回差值15±5V ）时，模块保护。模块无直流输出，LED数码窗显示“Err”。当模块交流输入电压恢复到正常值时，模块自动恢复正常工作。7.2 交流缺相 当模块交流3相输入缺相时，模块保护。模块无直流输出，LED数码窗显示“Err”。当模块交流输入恢复正常时，模块自动恢复正常工作。7.3 模块直流电压输出过压保护当模块输出直流端电压值大于315±5V时，模块保护。模块无直流输出，LED数码窗显示“Err”。当模块输出直流端电压值恢复到小于315±5V时，模块自动恢复正常工作。7.4 模块过温保护当模块的风道堵塞或模块运行的环境温度过高，使模块散热器的温度大于85±3ºC时（回差值约10ºC），模块保护。模块无直流输出，LED数码窗显示“Err”。当模块散热器温度恢复到正常值时，模块自动恢复正常工作。7.5 模块输出短路 当模块直流输出短路时，模块限流输出，输出电流值为模块额定电流的105。LED数码窗显示电压值为0，显示输出电流为额定电流的105。当短路排除，模块自动恢复正常工作。7.6 模块保护及故障处理 发生7.1、7.2、7.3、7.4和7.5款所列的保护时，用户可以关闭模块交流输入，排除保护条件之后，重新启动模块。若故障仍然不能排除，应由厂家指定的专业人员给予处理，用户不可自行拆开模块盖子，自行维修。8模块使用的几点说明 8.1 主从机仲裁多模块并机运行时，由MCU仲裁出一台模块作为主机运行，其它模块作为从机受控运行。仲裁过程发生在初上电，或者是主模块退出运行的情况下，由模块自动完成，不需要用户干涉。在同时上电时，地址值高的模块总为主模块。 8.2 模块输出电压值：并联运行模块组的输出电压值等于主模块的输出电压值。 8.3 模块输出限流值：模块组输出限流值等于各个模块输出限流值之和。9 系统接线及调试9.1 安装前的准备 安装前应先检查模块的外观有无变形、螺钉松动、损坏。如外观完好，方可进行下一步的安装调试。9.2 接线系统接线图9、图10和图11为我方提供的典型参考接线。应该注意，有极性要求的接口不得接错。接线应该在不通电的情况下进行。在模块组输出DC+端到HM+之间建议接上防倒灌二极管。连接线的金属裸露部分不可露出热插拔端子孔，以防机器运行时端子与端子、端子与外壳之间发生打火而造成机器损坏。9.3 系统投运前模块上电检查系统接线完毕，插好模块的并机线，经检查无误后，在不接入电池组情况下，模块通电（注意：模块通电后不得带电插拔模块并机线）。用户在模块上电后，应先检查模块的出厂设定值与系统实际条件是否相符，作出必要的调整。1）模块初上电时的出厂设定值（以下涉及的数据，都以220V10A模块为例）初上电均/浮充状态值PL（浮充）； 初上电浮充电压值243V；初上电均充电压值254V；初上电限流点10A；模块地址值1；模块通信波特率9.6kbps。2）对出厂设定值进行必要的修正检查系统的实际条件与模块初上电时的出厂设定值的差异，调整模块初上电时的设定值。用户应根据系统实际条件，对模块初上电时的出厂设定值进行必要的修正。修正方法按模块手动操作章节操作，保存退出即可。9.4 系统调试第一次送电时：首先断开电池回路，然后模块送交流电源；等直流输出端正常后，检查确认模块输出电压极性与电池组接入的电压极性的正确性，再投入电池回路。通电顺序为，先合上模块交流输入开关，工作正常后，再合上模块直流输出开关（如果接有直流输出开关）。切记：当电池极性反接时会烧坏模块的整流输出部分电路。 图9 Z型模块系统接线方案 图10 E型模块系统接线方案1技术支持：15000967283